2021年12月16日，美国能源部（DOE）先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布在“有应用潜力的领先能源技术种子孵化”（SCALEUP）主题研发计划框架下资助1亿美元^[1]，旨在强化研究机构和企业合作，支持具有潜在颠覆性影响的变革性能源技术研发，并协助相关研发机构将取得实验室进展、具有应用潜力的技术加速商业化。本次资助研究项目涵盖七大主题。

1、电网。针对运行电压大于69 千伏的交流和直流输配电网络开发先进的规划和运行技术；开展更先进的电网仿真模拟、算法和控制技术以提升运行效率；开发先进的电网级电化学储能技术和物理储能技术；改善电网弹性以保障高比例可再生能源并网下的运行稳定性。

2、交通运输。开发非生物基的低排放替代燃料；针对液态/气态燃料开发先进高效低排放发动机；开发性能更加优异的下一代电动汽车驱动电机；针对交通开发先进的燃料电池技术；汽车优化设计、先进架构和轻量化汽车材料开发；针对无人驾驶汽车开发先进汽车管理技术和系统；先进的航空动力技术；开发能量密度更大、成本更低的先进储能技术。

3、建筑能效。开发先进技术提升热电联产（CHP）效率；开发新技术提升建筑供热制冷系统运行效率；针对建筑用能开发先进的需求响应/管理技术，如智能电表、智慧能源管理系统；研发环境友好的高能效照明技术；优化建筑设计以提升建筑能效。

4、基于化石能源/核能的能源/电力生产。开发先进的联合循环发电技术（如燃料电池和涡轮机联合发电设施）实现多种能源联合发电；改进现有的发电机/涡轮机燃料燃烧效率；开发先进耐高温、耐辐照核裂变材料，提升核电站的运行效能；开发先进核聚变材料增强聚变效率；开发先进的碳捕集、利用和封存技术（CCUS）应用于发电设施；探索改善发电厂的规划和运行效率的新技术；开发存储、传输和监测气体燃料的先进技术，如管道传感器；液体/气体燃料转化为高价值化学品技术。

5、可再生能源电力。优化风机、叶片设计，以及开发轻量化材料实现风能更加高效采集应用；开发更先进的电机、磁性材料和电力电子等实现风能到电力高效转化；开发先进的地热技术，如高效热泵、高灵敏度地震监测、资源探测等；开发先进的流体动力能源（如海洋能、水能、潮汐能等）转换技术；开发更高效率的光伏/聚光热发电技术；开发非光伏/聚光热发电的太阳能转化利用技术，如太阳能热利用、太阳能制燃料技术等。

6、生物能源。开发新技术提升生物质产量、减少水利用量和成本；开发新催化转化技术实现一步/两步法生物质到燃料的高效转化；构建完善的生物能源产业供应链；生物基高价值化学品转化技术；微生物燃料电池技术。

7、其他能源技术。开发低成本高效淡水制取技术；开发先进制造业技术以提升制造业能效；开发提升家用电器和各类电子消费品（如电视机、电冰箱、电脑、手机等）能效的技术；开发提升数据中心、大型计算机设施能效技术；开发提升工业过程能效减少碳排放的新技术；开发高效热利用技术，如斯特林发动机、废热转化利用、热交换器等；针对能源应用领域开发先进的半导体技术，如光伏半导体；开发用于发电设施的耐高温材料。                                 （郭楷模 汤匀）